Food and Beverage Octopus packed

瞭解何種真空幫浦適合您的食品應用

2021 年 5 月 27 日

閱讀時間 7 分鐘

真空幫浦的機制

濕式幫浦的腔體內有油,其目的有二。首先是潤滑移動零件,其次是填充幫浦內部間隙以提供更深的真空。乾式幫浦的軸承和齒輪有油以提供潤滑,但幫浦腔體本身沒有油。內部採用深度真空的設計。

在食品與飲料生產領域,幫浦面臨的頭號敵人是水蒸氣和其他污染物,例如糖分或脂肪酸。濕式幫浦會吸入水蒸氣和污染物。由於其運作溫度低於 100C/212F,水蒸氣將在幫浦內凝結,從而產生液態水而與油乳化。油會一直捕集其他污染物,使污染物留存至換油為止。

Ligman 說:「任何脂肪酸都會腐蝕幫浦。糖分則會產生其他問題。水蒸氣在幫浦中凝結而造成幫浦失去抽氣能力,並非失去全部能力,而是失去一部分。」

這代表需要更多的維護,因為水蒸氣中的污染物,迫使需要頻繁換油。一旦考慮到油的成本、人力成本,以及最重要的是,生產線停工維修真空幫浦的成本時,這些換油成本就迅速攀升。在冷凍乾燥等應用中,水蒸氣較在乾式加工時更普及,所以需要更頻繁換油,進而增加了成本。

乾式真空幫浦裡面沒有油,而且運轉溫度不足以使水蒸氣冷凝。糖分和脂肪酸等污染物會透過排氣通過,而不是黏附在幫浦內的油。對於乾式真空幫浦,您必須考慮的一點是,特定幫浦的運轉溫度是否夠高,造成糖分和脂肪酸燃燒而波及幫浦組件。

相較於濕式技術,乾式技術的能源效率差異可達 30%,但營運成本較低。所以,乾式設計雖能提供能源使用優勢,但真正的效率是來自於乾式幫浦無須頻繁維修或維護,因而造成時常停機。不必為了維護幫浦而關閉生產線,在相同期間內就擁有更高產能。 

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特定應用

真空幫浦的具體需求隨著其應用類型而有所不同。包裝需要低壓力和更快的循環。滾轉或混合等加工作業,較包裝具有更長的循環時間和更高的壓力,但壓力需求更偏向中度而非高度。至於冷凍乾燥,循環時間則不等,但壓力需求較此處提到的其他兩種用途都要低。

Leybold 產品銷售開發經理 Jim Hupp 提到:「如果您個別檢視每種應用,幫浦需求的差異會相當大。」他解釋了乾式真空幫浦在這三種特定領域的應用。

包裝

包裝造成的污染較加工或冷凍乾燥為少,卻可能出現從製程而來的留存物。運轉時間至關重要,而且循環時間更快。

Hupp 表示:「我想找一種體積小巧的乾式技術,以便放在生產現場。可以用於沖洗區,能處理水蒸氣或大量液體留存物,還能處理一定數量的乾燥微粒污染。」

加工

污染是一大疑慮,因為存在水蒸氣和產品留存物。受到污染的可能性代表正常運轉會有風險,因為幫浦須反覆離線進行維修或修理。

Hupp 說:「我想尋找的一點是,能在現場維修和清潔幫浦。由於這些區域有較高的產品留存風險,常會看到幫浦遭到大量液體或產品漿液堵塞,導致幫浦關閉而需要更換才能恢復生產...」

冷凍乾燥

由於存在大量水蒸氣,污染是個重要的問題。莓果凍乾等日常食品含有糖分,可能污染濕式幫浦內的油。循環時間不等,所需壓力為這三種應用中最低。

Hupp 表示:「如果有必要,我希望能開啟幫浦,手動清潔並重新上線。我通常可以在一小時內完成。相較於更換整個幫浦,或是在取得替換幫浦前關閉生產線,我若可以在一小時內手動讓幫浦恢復上線,這將會是個很大的優勢。」

根據應用、環境和相關產品的特性,真空幫浦的要求可能有顯著不同。加工業者若想充分利用幫浦,有必要瞭解所有相關因素,並將這些因素結合起來,形成幫浦會面臨到的惡劣條件。

效能、初始成本和整體成本,正如生產線的其他部分,都是計算的一部分。這一切都需要在決定購買前,根據現有最佳資訊明確定義。簡單舉個例子,能準確推測濕式幫浦在冷凍乾燥環境中所需的換油頻率,便可以對整體成本造成莫大差異。

Ligman 說:「一旦做出決定,問題就變成現有幫浦是否能滿足生產需求,如果無法滿足,需要進行哪些改變。這很可能意味著必須關閉生產線,並將幫浦更換為更適合特定應用的機型。這不是一個容易的決定,但如此做才能將生產效率最大化。」

Ligman 接著說:「對公司而言,最困難的事情之一就是停止生產進行改變,即使知道改變後,可能會得到更好的結果亦然。關閉生產線甚為困難,因為在這段期間,生產進度會落後。你在賠錢、在落後、在積壓訂單,你為每個人帶來壓力。這是相當難為的決定。」

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Leybold employee

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